厦门理工学院塑料注塑成型及模具设计(2)

2019-08-03 13:22

喷嘴伸出量/mm 顶出行程/mm 顶出力/kN 20 55 6.7 4.2锁模力的校核

锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力,此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。

]F锁?F胀?P腔?A分

1000式中 F锁——锁模力,kN

P腔——型腔压力,MPa

A——塑件及流道系统在分型面上的投影面积,㎜2

分已知型腔压力为注射压力的0.3—0.65倍,一般为60-130MPa,选择P腔=80MPa;

A?n?S塑+S流

式中S流——流道系统在分型面上的投影面积,㎜2

n——模腔数

浇注系统的投影面积为0.2-1倍的塑件投影面积,取S流?S塑 则

A=4×223.53+223.53=1117.65cm2 即 p×A/1000=80×1117.65/1000

=89.412kN<200kN

所以锁模力符合要求

4.3开模行程的校核

开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压-机械式锁模机构注塑机,其最大开模行程由注塑机曲肘机构的最大行程决定,与模具厚度无关。

从模具中取出塑件所需要的最小开模距离,用H表示,必须小于注射机移动模板的最大行程Smax

单分型面注射模,其开模行程模,其开模行程按下式校核

Smax?H1?H2?(5~10)

式中 Smax——注塑机的最大开模行程(移动模板台面行程),㎜

H1——塑件脱出距离,㎜

H2——包括流道凝料在内的塑件高度,㎜ 已知

6

H1=15㎜;H2=55㎜ 所以

H1+H2+(5~10)=15+55+(5~10)≤80㎜ 又由于SZ-25/20卧式注塑机的移模行程为210㎜

80㎜<210㎜

所以开模行程也符合要求

⑤ 浇注系统的设计 5.1主流道的设计

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

形状:圆锥形; 锥角:3°;

内壁的粗糙度为Ra0.8μm;(0.8~1.2μm) 主流道大端呈圆角,r=3㎜。

喷嘴球的半径r=10㎜,则凹坑的球面半径R=11㎜;

凹坑深度:3㎜;喷嘴孔径d=3㎜;小端直径D=4㎜;大端直径为7㎜。 主流道长度取55㎜。

5.2分流道的设计

采用圆形截面流道。因为塑料熔体在流道中流动时,表面冷凝冻结,起绝热的作用,熔体仅在流道中心流动,因此分流道的理想状态应是其中心线与浇口的中心线位于同一直线上,而半圆形截面可以满足。

分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口的位置,从输送熔体时的减少压力损失和热量损失及减少浇道凝料的要求出发,应力求缩短。

对于壁厚小于3㎜,质量在200g以下的塑件可用公式

D?0.2654W4L

式中 W——流经分流道的塑料量,g

L——分流道长度,㎜ D——分流道直径,取6㎜ 其中

W?n?m?n??V=7g

n——为型腔数目 m——为塑件质量,g 得出

4?1?D? L=???0.2654?W2??4??6??1?? =??????0.2654??(72??? =104.48mm

取单分流道的长度为105㎜

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分流道的布置取决于型腔的布局,两者相互影响。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式两种。此设计中我采用的是平衡式布置。平衡式布置可以使各型腔同时均衡的进料,从而保证了各型腔成型出来的塑件在强度.性能.重量上的一致性。

5.3冷料穴的设计

本设计中对于冷料穴的选择是按照设计的目的来选择的。由于此设计的目的是要实现自动脱模因为主流道较长,所以为保证塑件一定停留在动模一端,采用拉料杆结构为螺纹拉料杆,采用它们将主流道凝料拉出,当其被脱出时,塑件和流道凝料可以自动脱出,易实现自动化操。

5.4设计所用的浇口形式

浇口是连接分流道和型腔的一段细短的通道,是浇注系统的关键部分。浇口的主要作用有两个:一是塑料熔体流经的通道;二是浇口的适时凝固可控制保压时间。

在本次设计中为了满足塑件的要求不在表面留下痕迹,不影响塑件的外观,采用改良的边缘浇口,也就是使分流道与浇口的连接处在塑件的下底面。

5.5排气槽的设计

由于此次设计的模具属小型模具,可以用分型面来排气。

⑥成型零部件的设计和计算 6.1成型零部件的设计

构成模具型腔的零件统称为成型零件,主要包括凹模.凸模.型芯.。

型腔是直接和高温高压的塑件相接触,它的质量直接关系到制件质量,要求它有足够的强度.刚度.硬度.耐磨性,以承受塑件的挤压力和料流的摩擦力,有足够的精度和适当的表面粗糙度(一般Ra0.4μm以下),保证塑件制品表面的光洁美观和容易脱模。

型芯用成型时用以装固螺纹嵌件的螺纹型芯,但在型芯的外圈固定一螺纹型环,用以成型塑件的内螺纹。

6.2成型零件工作尺寸的计算

(1)平均收缩率计算型腔尺寸

pc的收缩率一般为0.5%。

pc的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的外径D=16.00㎜,所以查[2]得Δ=0.02 按平均收缩率计算凹模径向尺寸公式

LM??1?Scp?Ls?0.6?0????Z

式中 LM——凹模的径向尺寸,㎜

Scp——塑料的平均收缩率,% Ls——塑件径向公称尺寸,㎜ Δ——塑件公差值,㎜

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δz——凹模制造公差,㎜

已知 Ls=16.1㎜ Scp=0.5% Δ=0.02㎜ 所以 δz=Δ/6=0.0033㎜

LM=[16.1+16.1?0.0005-0.6?0.02]0+0.0033 =16.16850+0.0033

深度尺寸

查[1]得pc的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸Hs=11.00㎜,所以查[2]得Δ=0.02㎜ 按照平均收缩率计算凹模深度尺寸公式

HM??1?Scp?Hs?0.6?0????z

式中 HM——凹模的深度尺寸,㎜

Scp——塑料的平均收缩率,% Hs——塑件高度公称尺寸,㎜ Δ——塑件公差值,㎜

δz——凹模深度制造公差,㎜ 已知 Hs=11.00㎜ Scp=0.02 Δ=0.02㎜ 所以 δz=Δ/6=0.0033㎜

HM=[(1+0.0005)?11.01-0.6?0.02] 0+0.0033 =11.14350+0.0033

(2)按平均收缩率计算组合型芯尺寸

径向尺寸

由1得出PC的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的内径尺寸

d?D?2S

式中 S——塑件的壁厚㎜,得出塑件壁厚为1.5㎜。 所以d=16-2?1.5=13.00㎜,所以查[2]得Δ=0.02 按照平均收缩率计算型芯径向尺寸公式

LM??1?Scp?Ls?0.6???

z??式中 LM——组合型芯的径向尺寸,㎜

Scp——塑料的平均收缩率,% Ls——塑件径向公称尺寸,㎜ Δ——塑件公差值,㎜

δz——组合型芯制造公差,㎜ 已知Ls=13.00㎜ Scp=0.02 Δ=0.02㎜ 所以 δz=Δ/6=0.0033㎜

0 LM???1?0.005??12.99?0.6?0.02??0.0033?13.07295?0.0033

0高度尺寸

9

由得出PC的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。

又由于塑件的深度尺寸Hs=10.00-2.00=8.00㎜,所以查[2]得Δ=0.02㎜ 按照平均收缩率计算组合型芯高度尺寸公式

HM??1?Scp?Hs?0.6???

0z??式中 HM——组合型芯高度尺寸,㎜

Scp——塑料的平均收缩率,% Hs——塑件孔深度公称尺寸,㎜ Δ——塑件公差值,㎜

δz——组合型芯高度制造公差,㎜ 已知Hs=8.00㎜ Scp=0.02 Δ=0.02㎜ 所以 δz=Δ/6=0.0033㎜

0 HM???1?0.0005??8?0.6?0.02??0.0033?8.04195?0.0033

06.3型腔壁厚计算

模具的型腔将受到高压的作用,因此模具型腔应该具有足够的刚度和强度。强度

不足将导致塑性变形,甚至开裂。刚度不足将导致弹性变形,导致型腔向外膨胀,产生溢料间隙。在本次设计中采用圆形整体式型腔。

按刚度计算侧壁的厚度s 得出

ph4s?1.15??

E?????式中 E——模具材料的弹性模量,MPa,PC为8?105MPa

p——型腔压力,MPa,为25或30 MPa

[δ]——刚度条件,即允许变形量,㎜,由[1]得pp的[δ]值允许范围为0.025~0.04㎜

h——型腔深度尺寸,㎜

430?0.89412?11.6165mm 所以s?0.54*120*58?10?0.0388按强度计算侧壁的厚度s

由1得出

s?r????2?p?1

???式中r——型腔径向半径,㎜

p——型腔压力,MPa,由前面所知为25或30 MPa [ζ]——模具材料的许用应力,MPa,已知为160 MPa

160?1?5.39mm 所以 s?8160?2?25由此可以选取s=6mm

按刚度计算底版的厚度hs

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